[发明专利]用于内嵌触摸LCD显示器的触摸传感高-低驱动方案

说明书

一种电容传感方法，其中，将第一激励信号驱动至传感器电极，并将第二激励信号驱动至嵌入电极。第一激励信号或第二激励信号中一个具有恒定的第一振幅的电压振荡，另一个具有变化的第二振幅的电压振荡。第二振幅在高振幅值与低振幅值之间变化，所述高振幅值比所述第一振幅大一个振幅差，所述低振幅值比所述第一振幅小一个振幅差；该方法还包括使用一个或多个积分器在积分周期内对由第一激励信号和第二激励信号的组合电压振荡而产生的电流进行积分，以及产生用于检测在传感器电极上的电容变化的积分信号；其中积分周期包括第一激励信号和第二激励信号的多个电压振荡。

技术领域

本发明通常涉及在液晶显示器(LCD)触摸显示面板和其它触摸传感输入装置中的触摸传感技术和机制。具体地，本发明涉及用于通过减小在触摸传感器上的寄生电容来提高触摸信号的信噪比的方法和设备。

背景技术

能够触摸传感的有源矩阵LCD面板是具有检测在该面板上进行的可能性触摸接触的位置的附加功能的有源矩阵LCD显示器。该检测可通过静电电容方法来完成。该方法在本文中指的是电容触摸传感方法。

在电容触摸传感方法中，所聚集的大寄生电容是影响由触摸传感器所产生的触摸传感信号的信噪比(SNR)的常见问题。触摸传感器通常由一层或多层的铟锡氧化物(ITO)或金属制成。在触摸传感器上所集聚的寄生电容大部分是由于在LCD触摸显示器面板中的触摸传感器与各种嵌入电极之间的极贴近。这些嵌入电极包括在每个显示面板子像素内部的显示电极、源线/数据线、扫描线/栅极线和VCOM线。参见图1，该寄生电容包括C_Source，C_Gate和C_VCOM，其可在20～100pF的量级内。

各种电容触摸传感方法中的一种，自电容传感，是基于驱动具有激励波形(以下简称“传感器电极激励信号”)的传感器电极，所述激励波形通常采用多电压周期的形式，并反过来检测向前和向后流过传感器电极的电荷。传感器电极激励信号提供用于使触摸传感器在基态与预定义的电势态之间切换的能量。当在触摸显示器面板上进行接触时，额外的电容(即如图1所示的C_Finger)被添加至触摸传感器电极，导致向前和向后穿过接触传感器电极的电荷增加。由于由触摸接触所导致的电容的这些变化通常是非常小的，因此在0.5pF的量级内，寄生电容的减小可极大地增加触摸传感的模拟动态范围。当在没有寄生电容减少的情况下，更佳的模拟动态范围反过来使用相同的模拟-数字转换器(ADC)来增加数字化的触摸信号的SNR，用于更好的分辨率。

对于减少寄生电容的目的，已经开发出各种方法。一种此方法是为了驱动具有激励信号(以下简称“嵌入电极激励信号”)的嵌入电极，所述激励信号类似于用于驱动触摸传感器的传感器电极激励信号。通过这样做，在触摸传感器与嵌入电极之间的电压差可以保持恒定，阻止寄生电容的聚集。本发明通过改变在触摸传感器与嵌入电极之间的电压差来改进当前方法。

发明内容

根据本发明的各种实施例，提供了用于触摸传感的信号驱动方案和用于LCD触摸显示面板的接触模拟前端(TAFE)设计。本发明的目的是通过使用此触摸传感信号驱动方案和TAFE设计来消除寄生电容对触摸传感的影响。本发明的目的还在于通过向ADC的输入提供多电平模拟信号来减轻在触摸传感电路中所使用的ADC的特定缺陷，诸如，量化噪声和不均匀的量化步骤。

在第一实施例中，在触摸显示面板操作的触摸传感期间，提供传感器电极规则激励信号用于驱动传感器电极，其中传感器电极规则激励信号是方波信号，所述方波信号的振幅在最大值与最小值之间周期性地交替。传感器电极规则激励信号由有源积分器产生，所述激励信号跟随由规则脉冲产生器所提供的护送信号。